電子技術(shù)基礎(chǔ)電子教案

-.z.第一章半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識(shí)第一節(jié)半導(dǎo)體二極管教學(xué)目的：1、了解半導(dǎo)體材料2、知道PN結(jié)的特性3、了解晶體二極管的結(jié)構(gòu)和工作原理4、掌握基本二極管電路的分析方法教學(xué)重點(diǎn)：1、PN結(jié)導(dǎo)電特性2、二極管的導(dǎo)電特性及主要參數(shù)教學(xué)難點(diǎn)：1、PN結(jié)導(dǎo)電特性2、二極管伏安特性教學(xué)方法與手段：1、教師講授與學(xué)生練習(xí)、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)相結(jié)合。2、板書(shū)與多媒體課件相結(jié)合。課時(shí)計(jì)劃：4課時(shí)一、本征半導(dǎo)體純凈的半導(dǎo)體稱為本征半導(dǎo)體。1）半導(dǎo)體的特性按導(dǎo)電能力物質(zhì)劃分為:導(dǎo)體、絕緣體、半導(dǎo)體。半導(dǎo)體：導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間。半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性：有熱敏性、光敏性和摻雜性。本征激發(fā)：我們把在熱或光的作用下,本征半導(dǎo)體中產(chǎn)生電子空穴對(duì)的現(xiàn)象,稱為本征激發(fā),又稱為熱激發(fā)。本征激發(fā)產(chǎn)生了電子－空穴對(duì)。二、雜質(zhì)半導(dǎo)體1）N型半導(dǎo)體在純凈的半導(dǎo)體硅（或鍺）中摻入微量五價(jià)元素（如磷）后,就可成為N型半導(dǎo)體,在這種半導(dǎo)體中,自由電子數(shù)遠(yuǎn)大于空穴數(shù),導(dǎo)電以電子為主,故此類半導(dǎo)體亦稱電子型半導(dǎo)體。自由電子--多數(shù)載流子（簡(jiǎn)稱多子）,空穴--少數(shù)載流子（簡(jiǎn)稱少子）2）P型半導(dǎo)體在硅（或鍺）的晶體內(nèi)摻入少量三價(jià)元素雜質(zhì),如硼（或銦）等，就構(gòu)成了P型半導(dǎo)體，在這種半導(dǎo)體中，自由電子數(shù)遠(yuǎn)小于空穴數(shù)，導(dǎo)電以空穴為主，故此類半導(dǎo)體亦稱為空穴型半導(dǎo)體。三、PN結(jié)1）PN結(jié)的形成在一塊完整的晶片上,通過(guò)一定的摻雜工藝,一邊形成P型半導(dǎo)體,另一邊形成N型半導(dǎo)體。在交界面兩側(cè)形成一個(gè)帶異性電荷的離子層,稱為空間電荷區(qū),并產(chǎn)生內(nèi)電場(chǎng),其方向是從N區(qū)指向P區(qū),內(nèi)電場(chǎng)的建立阻礙了多數(shù)載流子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng),隨著內(nèi)電場(chǎng)的加強(qiáng),多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)逐步減弱,直至停止,使交界面形成一個(gè)穩(wěn)定的特殊的薄層,即PN結(jié)。因?yàn)樵诳臻g電荷區(qū)內(nèi)多數(shù)載流子已擴(kuò)散到對(duì)方并復(fù)合掉了,或者說(shuō)消耗盡了,因此空間電荷區(qū)又稱為耗盡層。因多子濃度差形成內(nèi)電場(chǎng)多子的擴(kuò)散空間電荷區(qū)阻止多子擴(kuò)散，促使少子漂移。PN結(jié)合2）PN結(jié)的單向?qū)щ娞匦云秒妷海涸赑N結(jié)兩端外加電壓,稱為給PN結(jié)以偏置電壓。（1)PN結(jié)正向偏置正向偏置：給PN結(jié)加正向偏置電壓,即P區(qū)接電源正極,N區(qū)接電源負(fù)極,此時(shí)稱PN結(jié)為正向偏置(簡(jiǎn)稱正偏),此時(shí)PN結(jié)處于正向?qū)顟B(tài)。如上圖所示。由于外加電場(chǎng)與內(nèi)電場(chǎng)的方向相反,因而削弱了內(nèi)電場(chǎng),使PN結(jié)變窄,促進(jìn)了多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。形成了較大的正向電流。（2)PN結(jié)反向偏置反向偏置：給PN結(jié)加反向偏置電壓,即N區(qū)接電源正極,P區(qū)接電源負(fù)極,稱PN結(jié)反向偏置(簡(jiǎn)稱反偏)。只有少數(shù)載流子形成的很微弱的電流,稱為反向電流。如上圖所示。由于外加電場(chǎng)與內(nèi)電場(chǎng)的方向一致,因而加強(qiáng)了內(nèi)電場(chǎng),使PN結(jié)加寬,阻礙了多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。在外電場(chǎng)的作用下,應(yīng)當(dāng)指出,少數(shù)載流子是由于熱激發(fā)產(chǎn)生的,因而PN結(jié)的反向電流受溫度影響很大。結(jié)論：PN結(jié)具有單向?qū)щ娦?。即加正向電壓時(shí)導(dǎo)通,加反向電壓時(shí)截止。四、半導(dǎo)體二極管一)、二極管的結(jié)構(gòu)二極管的結(jié)構(gòu)外形及在電路中的文字符號(hào)如圖4.7所示,(a)結(jié)構(gòu)；(b)符號(hào)；(c)外形在圖所示電路符號(hào)中,箭頭指向?yàn)檎驅(qū)娏鞣较?。類型?1)按材料分:有硅、鍺二極管和砷化鎵二極管等。(2）按結(jié)構(gòu)分:有點(diǎn)接觸型、面接觸型二極管、平面型二極管。(3）按用途分:有整流、穩(wěn)壓、開(kāi)關(guān)、發(fā)光、光電等二極管。(4）按封裝形式分:有塑封及金屬封等二極管。(5)按功率分:有大功率、中功率及小功率等二極管。二)、二極管的伏安特性二極管伏安特性曲線若以電壓為橫坐標(biāo),電流為縱坐標(biāo),用作圖法把電壓、電流的對(duì)應(yīng)值用平滑的曲線連接起來(lái),就構(gòu)成二極管的伏安特性曲線,如上圖所示（圖中虛線為鍺管的伏安特性,實(shí)線為硅管的伏安特性）。下面對(duì)二極管伏安特性曲線加以說(shuō)明。正向特性：二極管兩端加正向電壓時(shí),就產(chǎn)生正向電流,當(dāng)正向電壓較小時(shí),正向電流極?。◣缀鯙榱悖?這一部分稱為死區(qū),相應(yīng)的A(A′)點(diǎn)的電壓稱為死區(qū)電壓或門(mén)檻電壓(也稱閾值電壓。如上圖中OA(OA′)段。死區(qū)電壓：硅管約為0.5V,鍺管約為0.1V當(dāng)正向電壓超過(guò)門(mén)檻電壓時(shí),正向電流就會(huì)急劇地增大,二極管呈現(xiàn)很小電阻而處于導(dǎo)通狀態(tài)。正向?qū)▔航担汗韫艿恼驅(qū)▔航导s為0.6~0.7V,鍺管約為0.2~0.3V。如圖4.8中AB(A′B′)段。二極管正向?qū)〞r(shí),要特別注意它的正向電流不能超過(guò)最大值,否則將燒壞PN結(jié)。2.反向特性：二極管兩端加上反向電壓時(shí),在開(kāi)始很大*圍內(nèi),二極管相當(dāng)于非常大的電阻,反向電流很小,且不隨反向電壓而變化。此時(shí)的電流稱之為反向飽和電流IR,見(jiàn)上圖中OC（OC′）段。3、二極管的擊穿特性反向擊穿：二極管反向電壓加到一定數(shù)值時(shí),反向電流急劇增大,這種現(xiàn)象稱為反向擊穿。此時(shí)對(duì)應(yīng)的電壓稱為反向擊穿電壓,用UBR表示,如C′D′)段。三)、二極管的主要參數(shù)1.最大整流電流IF2.最大反向工作電壓URM本課小結(jié)：1.PN結(jié)是組成半導(dǎo)體二極管和其他有源器件的重要環(huán)節(jié)。2.當(dāng)PN結(jié)加正向電壓時(shí)正向偏置時(shí)的情況，加反向電壓時(shí)反向偏置的情況。3．PN結(jié)具有單向?qū)щ娦浴?、二極管的重要特性是單向?qū)щ娦浴?、二極管的主要參數(shù)有最大整流電流、最大反向電壓和最大反向電流。練習(xí)題與作業(yè)題：1、思考題：PN結(jié)在什么情況下正偏？什么情況下反偏？2、作業(yè)題：PN結(jié)為什么具有單向?qū)щ娦裕?、《電子技術(shù)基礎(chǔ)》教材P201-5。

第二節(jié)半導(dǎo)體三極管教學(xué)目的：了解半導(dǎo)體三極管結(jié)構(gòu)、輸入輸出特性曲線、主要參數(shù)。教學(xué)重點(diǎn)：了解半導(dǎo)體三極管結(jié)構(gòu)、輸入輸出特性曲線、主要參數(shù)。教學(xué)難點(diǎn)：輸入輸出特性曲線、電流放大作用。教學(xué)方法與手段：教師講授與學(xué)生練習(xí)、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)相結(jié)合；板書(shū)與多媒體課件相結(jié)合。課時(shí)計(jì)劃：4課時(shí)一.晶體三極管的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)組成：由兩個(gè)PN結(jié)、3個(gè)雜質(zhì)半導(dǎo)體區(qū)域和三個(gè)電極組成，雜質(zhì)半導(dǎo)體有P、N型兩種。三個(gè)區(qū)：基區(qū)---很薄。一般僅有1微米至幾十微米厚.發(fā)射區(qū)---發(fā)射區(qū)濃度很高。集電區(qū)---集電結(jié)截面積大于發(fā)射結(jié)截面積。兩個(gè)PN結(jié)：發(fā)射結(jié)---為發(fā)射區(qū)與基區(qū)之間的PN結(jié)。集電結(jié)---為集電區(qū)與基區(qū)之間的PN結(jié)。三個(gè)電極：發(fā)射極e、基極b和集電極c;分別從這三個(gè)區(qū)引出的電極。三個(gè)區(qū)組成形式：有NPN型和PNP型兩種。結(jié)構(gòu)和符號(hào)如圖所示。NPN型晶體三極管的結(jié)構(gòu)圖及表示符號(hào)PNP型三極管種類：按基片材料分---硅管，目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)硅管多為NPN型（3D系列）；鍺管，目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)鍺管多為PNP型（3A系列）。按頻率特性分---高頻管和低頻管。按功率大小分---大功率管、中功率管和小功率管等。按組成形式分---有NPN型和PNP型兩種。實(shí)際應(yīng)用中采用NPN型三極管較多。PNP型和NPN型三極管表示符號(hào)的區(qū)別是發(fā)射極的箭頭方向不同，這個(gè)箭頭方向表示發(fā)射結(jié)加正向偏置時(shí)的電流方向。二、電流放大原理（1）產(chǎn)生放大作用的條件內(nèi)部：a）發(fā)射區(qū)雜質(zhì)濃度>>基區(qū)>>集電區(qū)b）基區(qū)很薄外部：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏（2）三極管內(nèi)部載流子的傳輸過(guò)程a）發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入電子，形成發(fā)射極電流iEb）電子在基區(qū)中的擴(kuò)散與復(fù)合，形成基極電流iBc）集電區(qū)收集擴(kuò)散過(guò)來(lái)的電子，形成集電極電流IC（3）電流分配關(guān)系：IE=IC+IB1）發(fā)射區(qū)向基區(qū)發(fā)射電子的過(guò)程2）電子在基區(qū)的擴(kuò)散和復(fù)合過(guò)程3）電子被集電區(qū)收集的過(guò)程三極管的電流放大作用：實(shí)驗(yàn)表明IC比IB大數(shù)十至數(shù)百倍，因而有。IB雖然很小，但對(duì)IC有控制作用，IC隨IB的改變而改變，即基極電流較小的變化可以引起集電極電流較大的變化，表明基極電流對(duì)集電極具有小量控制大量的作用，這就是三極管的電流放大作用。當(dāng)ICBO可以忽略時(shí)，上式可簡(jiǎn)化為把集電極電流的變化量與基極電流的變化量之比定義為三極管的共發(fā)射極交流電流放大系數(shù)β，其表達(dá)式為：三、晶體三極管的特性曲線三極管的特性曲線是指各電極間電壓和電流之間的關(guān)系曲線。三極管特性曲線的測(cè)試電路（一）輸入特性曲線三極管的輸入特性曲線如圖下圖所示。1.當(dāng)uCE＝０時(shí)從輸入端看進(jìn)去,相當(dāng)于兩個(gè)ＰＮ結(jié)并聯(lián)且正向偏置,此時(shí)的特性曲線類似于二極管的正向伏安特性曲線。2.當(dāng)uCE≥1Ｖ時(shí)圖中可見(jiàn),的曲線比uCE＝０V時(shí)的曲線稍向右移移動(dòng)。但當(dāng)uCE≥2Ｖ后，曲線基本重合。輸出特性曲線放大區(qū)：發(fā)射極正向偏置，集電結(jié)反向偏置。（2）截止區(qū)：發(fā)射結(jié)反向偏置，集電結(jié)反向偏置。飽和區(qū)：發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)正向偏置。四、晶體三極管的主要參數(shù)1、三極管為共發(fā)射極接法靜態(tài)（直流）電流放大系數(shù)：三極管為共發(fā)射極接法，在集電極-發(fā)射極電壓UCE一定的條件下，由基極直流電流IB所引起的集電極直流電流與基極電流之比，稱為共發(fā)射極靜態(tài)（直流）電流放大系數(shù)，記作:動(dòng)態(tài)（交流）電流放大系數(shù)β：當(dāng)集電極電壓UCE為定值時(shí)，集電極電流變化量ΔIC與基極電流變化量ΔIB之比，即：(二)極間反向截止電流１、發(fā)射極開(kāi)路，集電極－基極反向截止電流ICBO。２、基極開(kāi)路，集電極－發(fā)射極反向截止電流ICEO。ICEO是當(dāng)三極管基極開(kāi)路而集電結(jié)反偏和發(fā)射結(jié)正偏時(shí)的集電極電流。也叫穿透電流。ICEO＝（1＋β）ICBO，他們均隨溫度的上升而增大。（三）極限參數(shù)1、集電極最大允許電流ICM：當(dāng)IC超過(guò)一定數(shù)值時(shí)β下降，β下降到正常值的2/3時(shí)所對(duì)應(yīng)的IC值為ICM，當(dāng)IC>ICM時(shí)，可導(dǎo)致三極管損壞。2、集電極最大耗散功率PCM集電極最大耗散功率是指三極管正常工作時(shí)最大允許消耗的功率。致?lián)舸?，施加在集電極—發(fā)射極之間允許的最高反向電壓。U(BR)CEO為發(fā)射極開(kāi)路時(shí)集電結(jié)不致?lián)舸?，施加在集電極—基極之間允許的最高反向電壓。U(BR)EBO為集電極開(kāi)路時(shí)發(fā)射結(jié)不致?lián)舸┘釉诎l(fā)射極—基極之間允許的最高反向電壓。使用中?。罕菊n小結(jié)1．三極管有硅管和鍺管兩種，硅管和鍺管均有NPN型和PNP型兩類。2．為使三極管具有放大作用，必須滿足的加電原則。3．三極管放大作用的主要公式：（1） （2） （3）4．三極管的特性曲線：是指各電極間電壓和電流之間的關(guān)系曲線。5．三極管的三種工作狀態(tài)：1）放大；2）截止；3）飽和6．三極管的極限參數(shù)：1）集電極最大允許電流ICM；2）集電極最大耗散功率PCM3）反向擊穿電壓U(BR)CEO練習(xí)與作業(yè)：《電子技術(shù)基礎(chǔ)》教材P211-6、1-7、1-8、1-9、1-10。場(chǎng)效應(yīng)管教學(xué)目的：1、了解場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)。2、掌握?qǐng)鲂?yīng)管的工作原理。教學(xué)重點(diǎn)：絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理。教學(xué)難點(diǎn)：絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理。教學(xué)方法與手段：1、教師講授與學(xué)生練習(xí)相結(jié)合。2、板書(shū)與多媒體課件相結(jié)合。課時(shí)計(jì)劃：3課時(shí)。場(chǎng)效應(yīng)管的特點(diǎn)及分類。1、特點(diǎn)場(chǎng)效應(yīng)管（FieldEffectTransistor簡(jiǎn)稱FET）是一種電壓控制器件，工作時(shí)，只有一種載流子參與導(dǎo)電，因此它是單極型器件。FET因其制造工藝簡(jiǎn)單，功耗小，溫度特性好，輸入電阻極高等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛應(yīng)用。增強(qiáng)型耗盡型增強(qiáng)型耗盡型N溝道P溝道N溝道P溝道FET分類：FET分類：絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管N溝道N溝道P溝道絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)及工作原理結(jié)構(gòu)絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管(MetalO*ideSemiconductorFET)，簡(jiǎn)稱MOSFET。分為：增強(qiáng)型:N溝道、P溝道耗盡型:N溝道、P溝道1.N溝道增強(qiáng)型MOS管（1）結(jié)構(gòu)4個(gè)電極：漏極D，源極S，柵極G和襯底B。符號(hào)符號(hào)：（2）工作原理①柵源電壓uGS的控制作用當(dāng)uGS=0V時(shí)，漏源之間相當(dāng)兩個(gè)背靠背的二極管，在d、s之間加上電壓也不會(huì)形成電流，即管子截止。當(dāng)uGS＞0V時(shí)→縱向電場(chǎng)→將靠近柵極下方的空穴向下排斥→耗盡層。再增加uGS→縱向電場(chǎng)↑→將P區(qū)少子電子聚集到P區(qū)表面→形成導(dǎo)電溝道，如果此時(shí)加有漏源電壓，就可以形成漏極電流id。定義：開(kāi)啟電壓（UT）——?jiǎng)倓偖a(chǎn)生溝道所需的柵源電壓UGS。N溝道增強(qiáng)型MOS管的基本特性：uGS＜UT，管子截止，uGS＞UT，管子導(dǎo)通。uGS越大，溝道越寬，在相同的漏源電壓uDS作用下，漏極電流ID越大。②漏源電壓uDS對(duì)漏極電流id的控制作用當(dāng)uGS＞UT，且固定為*一值時(shí)，來(lái)分析漏源電壓VDS對(duì)漏極電流ID的影響。（設(shè)UT=2V，uGS=4V）（a）uds=0時(shí)，id=0。（b）uds↑→id↑；同時(shí)溝道靠漏區(qū)變窄。（c）當(dāng)uds增加到使ugd=UT時(shí)，溝道靠漏區(qū)夾斷，稱為預(yù)夾斷。（d）uds再增加，預(yù)夾斷區(qū)加長(zhǎng)，uds增加的部分基本降落在隨之加長(zhǎng)的夾斷溝道上，id基本不變。（3）特性曲線①輸出特性曲線：四個(gè)區(qū)：可變電阻區(qū)（預(yù)夾斷前）。恒流區(qū)也稱飽和區(qū)（預(yù)夾斷后）。夾斷區(qū)（截止區(qū)）。擊穿區(qū)截止區(qū)擊穿區(qū)截止區(qū)恒流區(qū)可變電阻區(qū)②轉(zhuǎn)移特性曲線：可根據(jù)輸出特性曲線作出移特性曲線。例：作uDS=10V的一條轉(zhuǎn)移特性曲線：一個(gè)重要參數(shù)——跨導(dǎo)gm：gm=iD/uGSuDS=const(單位mS)gm的大小反映了柵源電壓對(duì)漏極電流的控制作用。在轉(zhuǎn)移特性曲線上，gm為的曲線的斜率。在輸出特性曲線上也可求出gm。2、N溝道耗盡型MOSFET在柵極下方的SiO2層中摻入了大量的金屬正離子。所以當(dāng)uGS=0時(shí)，這些正離子已經(jīng)感應(yīng)出反型層，形成了溝道。特點(diǎn)：當(dāng)uGS=0時(shí)，就有溝道，加入uDS，就有iD。當(dāng)uGS＞0時(shí)，溝道增寬，iD進(jìn)一步增加。當(dāng)uGS＜0時(shí)，溝道變窄，iD減小。定義：夾斷電壓（UP）——溝道剛剛消失所需的柵源電壓uGS。符號(hào)符號(hào)N溝道耗盡型MOSFET的特性曲線輸出特性曲線轉(zhuǎn)移特性曲線11GSu01D(V)-12-2(mA)432iUP442uu310V=+2V1DSGSD(mA)i=-1VuGSGSGS=0V=+1Vuu(V)=-2V＝UPGSuP溝道耗盡型MOSFETP溝道MOSFET的工作原理與N溝道MOSFET完全相同，只不過(guò)導(dǎo)電的載流子不同，供電電壓極性不同而已。這如同雙極型三極管有NPN型和PNP型一樣。MOS管的主要參數(shù)1）開(kāi)啟電壓UT（2）夾斷電壓UP（3）跨導(dǎo)gm：gm=iD/uGSuDS=const（4）直流輸入電阻RGS——柵源間的等效電阻。由于MOS管柵源間有sio2絕緣層，輸入電阻可達(dá)109～1015。結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)與工作原理（同學(xué)們自已分析）本課小結(jié)：FET分為JFET和MOSFET兩種。工作時(shí)只有一種載流子參與導(dǎo)電，因此稱為單極性晶體管。FET是一種電壓控制電流型器件。改變其柵源電壓就可以改變其漏極電流。FET的特性可用轉(zhuǎn)移特性曲線和輸出特性曲線來(lái)描述。其性能可以用一系列參數(shù)來(lái)表征。本課小結(jié)：1、場(chǎng)效管有兩種,結(jié)型與絕緣柵型。2、絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)與工作原理。3、絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管的特點(diǎn)及參數(shù)。練習(xí)與作業(yè)：《電子技術(shù)基礎(chǔ)》教材P211－11、1－12、1－13第二章整流與濾波電路教學(xué)目的： 了解整流、濾波、穩(wěn)壓的工作原理。教學(xué)重點(diǎn)： 單相橋整流電路工作原理、電容濾波、二極管穩(wěn)壓電路。教學(xué)難點(diǎn)： 單相橋式整流電路。教學(xué)方法與手段： 教師講授與學(xué)生練習(xí)、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)相結(jié)合；板書(shū)與多媒體課件相結(jié)合。課時(shí)計(jì)劃：3課時(shí)第一節(jié)單相整流電路整流電路：利用具有單向?qū)щ娦阅艿恼髟缍O管等，將交流電轉(zhuǎn)換成單向脈動(dòng)直流電的電路稱為整流電路。整流電路按輸入電源相數(shù)可分為單相整流電路和三相整流電路，按輸出波形又可分為半波整流電路和全波整流電路。目前廣泛使用的是橋式整流電路。半波整流電路1、電路結(jié)構(gòu)上圖是單相半波整流電路。它是最簡(jiǎn)單的整流電路，由整流變壓器Tr、整流元件D（晶體二極管）及負(fù)載電阻RL組成。2、工作原理當(dāng)u2為正半周時(shí)，二極管D承受正向電壓而導(dǎo)通，此時(shí)有電流流過(guò)負(fù)載，并且和二極管上的電流相等，即io=id。忽略二極管的電壓降，則負(fù)載兩端的輸出電壓等于變壓器副邊電壓，即uo=u2，輸出電壓uo的波形與u2相同。當(dāng)u2為負(fù)半周時(shí)，二極管D承受反向電壓而截止。此時(shí)負(fù)載上無(wú)電流流過(guò)，輸出電壓uo=0，變壓器副邊電壓u2全部加在二極管D上。3、負(fù)載兩端電壓、流過(guò)負(fù)載的電流及二極管兩端最高反相電壓與流過(guò)二極管的平均電流。單相橋式整流電路1、電路結(jié)構(gòu)由四個(gè)二極管接成電橋的形式構(gòu)成的。1、工作原理u2為正半周時(shí)，a點(diǎn)電位高于b點(diǎn)電位，二極管D1、D3承受正向電壓而導(dǎo)通，D2、D4承受反向電壓而截止。此時(shí)電流的路徑為：a→D1→RL→D3→b。u2為負(fù)半周時(shí)，b點(diǎn)電位高于a點(diǎn)電位，二極管D2、D4承受正向電壓而導(dǎo)通，D1、D3承受反向電壓而截止。此時(shí)電流的路徑為：b→D2→RL→D4→a。正、負(fù)半周交替工作后波形的合成情況3、負(fù)載兩端電壓、流過(guò)負(fù)載的電流及二極管兩端最高反相電壓與流過(guò)二極管的平均電流。單相全波整流電路的工作原理由同學(xué)們自行分析本課小結(jié)：1、介紹了整流的概念。2、了解了單相半波整流電路的結(jié)構(gòu)及工作原理。3、掌握了單相橋式整流電路的結(jié)構(gòu)及工作原理。4、整流電路的有關(guān)計(jì)算。練習(xí)與作業(yè)：《電子技術(shù)基礎(chǔ)》教材P352-2、2-1、2-3、2-4、2-5、2-6。濾波電路教學(xué)目的： 了解濾波常用的元件及工作原理。教學(xué)重點(diǎn)： 單相橋整流電路電容濾波電路。教學(xué)難點(diǎn) 單相橋式整流電路電容濾波電路。教學(xué)方法與手段： 教師講授與學(xué)生練習(xí)相結(jié)合；板書(shū)與多媒體課件相結(jié)合。課時(shí)計(jì)劃：3課時(shí)濾波的概念：整流電路可以將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，但脈動(dòng)較大，在*些應(yīng)用中如電鍍、蓄電池充電等可直接使用脈動(dòng)直流電源。但許多電子設(shè)備需要平穩(wěn)的直流電源。這種電源中的整流電路后面還需加濾波電路將交流成分濾除，以得到比較平滑的輸出電壓。濾波通常是利用電容或電感的能量存儲(chǔ)功能來(lái)實(shí)現(xiàn)的。一、電容濾波器組成：電容器與負(fù)載并聯(lián)，是一個(gè)最簡(jiǎn)單的濾波器。原理：?jiǎn)蜗喟氩ㄕ麟娙轂V波電路的輸出特性曲線如圖所示。從圖中可見(jiàn)，電容濾波電路的輸出電壓在負(fù)載變化時(shí)波動(dòng)較大，說(shuō)明它的帶負(fù)載能力較差，只適用于負(fù)載較輕且變化不大的場(chǎng)合。橋式整流電容濾波電路的工作原理與半波相似，只不過(guò)是一個(gè)周期充放電兩次，波形更加平穩(wěn)。電感濾波電感濾波適用于負(fù)載電流較大的場(chǎng)合。它的缺點(diǎn)是制做復(fù)雜、體積大、笨重且存在電磁干擾。復(fù)合濾波電路LC、CLCπ型濾波電路適用于負(fù)載電流較大，要求輸出電壓脈動(dòng)較小的場(chǎng)合。在負(fù)載較輕時(shí)，經(jīng)常采用電阻替代笨重的電感，構(gòu)成CRCπ型濾波電路，同樣可以獲得脈動(dòng)很小的輸出電壓。但電阻對(duì)交、直流均有壓降和功率損耗，故只適用于負(fù)載電流較小的場(chǎng)合。本課小結(jié)：1、濾波元件有兩種，電容與電感，電容與負(fù)載并聯(lián)，電感與負(fù)載串聯(lián)。２、整流電路帶電容濾波之后的有關(guān)計(jì)算。練習(xí)與作業(yè)：《電子技術(shù)基礎(chǔ)》教材P362-7、2-8、2-9、2-11二極管應(yīng)用電路教學(xué)目的： 了解硅穩(wěn)壓二極管的結(jié)構(gòu)及特性曲線。教學(xué)重點(diǎn)： 簡(jiǎn)單硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的工作原理。教學(xué)難點(diǎn) 簡(jiǎn)單硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的工作原理。教學(xué)方法與手段： 教師講授與學(xué)生練習(xí)相結(jié)合；板書(shū)與多媒體課件相結(jié)合。學(xué)生實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)相結(jié)合。課時(shí)計(jì)劃：3課時(shí)穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓管是一種用特殊工藝制造的半導(dǎo)體二極管，穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓就是反向擊穿電壓。穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓作用在于：電流增量很大，只引起很小的電壓變化。 穩(wěn)壓管的主要參數(shù)：（1）穩(wěn)定電壓UZ。反向擊穿后穩(wěn)定工作的電壓。（2）穩(wěn)定電流IZ。工作電壓等于穩(wěn)定電壓時(shí)的電流。（3）動(dòng)態(tài)電阻rZ。穩(wěn)定工作*圍內(nèi)，管子兩端電壓的變化量與相應(yīng)電流的變化量之比。即：rZ=ΔUZ/ΔIZ（4）額定功率PZ和最大穩(wěn)定電流IZM。額定功率PZ是在穩(wěn)壓管允許結(jié)溫下的最大功率損耗。最大穩(wěn)定電流IZM是指穩(wěn)壓管允許通過(guò)的最大電流。它們之間的關(guān)系是：PZ=UZIZM簡(jiǎn)單硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓二極管正常工作電壓為：反向擊穿電壓。工作原理：輸入電壓Ui波動(dòng)時(shí)會(huì)引起輸出電壓Uo波動(dòng)。如Ui升高將引起隨之升高，導(dǎo)致穩(wěn)壓管的電流IZ急劇增加，使得電阻R上的電流I和電壓UR迅速增大，從而使Uo基本上保持不變。反之，當(dāng)Ui減小時(shí)，UR相應(yīng)減小，仍可保持Uo基本不變。當(dāng)負(fù)載電流Io發(fā)生變化引起輸出電壓Uo發(fā)生變化時(shí)，同樣會(huì)引起IZ的相應(yīng)變化，使得Uo保持基本穩(wěn)定。如當(dāng)Io增大時(shí)，I和UR均會(huì)隨之增大使得Uo下降，這將導(dǎo)致IZ急劇減小，使I仍維持原有數(shù)值保持UR不變，使得Uo得到穩(wěn)定。發(fā)光二極管當(dāng)發(fā)光二極管的PN結(jié)加上正向電壓時(shí)，電子與空穴復(fù)合過(guò)程以光的形式放出能量。不同材料制成的發(fā)光二極管會(huì)發(fā)出不同顏色的光。發(fā)光二極管具有亮度高、清晰度高、電壓低（1.5～3V）、反應(yīng)快、體積小、可靠性高、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，是一種很有用的半導(dǎo)體器件，常用于信號(hào)指示、數(shù)字和字符顯示。光電二極管光電二極管的正常工作電壓為：反向電壓。光電二極管的又稱為光敏二極管，其工作原理恰好與發(fā)光二極管相反。當(dāng)光線照射到光電二極管的PN結(jié)時(shí)，能激發(fā)更多的電子，使之產(chǎn)生更多的電子空穴對(duì)，從而提高了少數(shù)載流子的濃度。在PN結(jié)兩端加反向電壓時(shí)反向電流會(huì)增加，所產(chǎn)生反向電流的大小與光的照度成正比，所以光電二極管正常工作時(shí)所加的電壓為反向電壓。為使光線能照射到PN結(jié)上，在光電二極管的管殼上設(shè)有一個(gè)小的通光窗口。本課小結(jié)：1、穩(wěn)壓二極管的特性曲線及參數(shù)。2、簡(jiǎn)單硅穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓電路的工作原理。3、發(fā)光二極管與光電二極管的工作原理。練習(xí)與作業(yè)：《電子技術(shù)基礎(chǔ)》教材P362-12、2-13、2-14、2-15、2-16低頻小信號(hào)放大電路放大器概述教學(xué)目的： 了解放大的概念、對(duì)放大器的基本要求教學(xué)重點(diǎn)： 對(duì)放大器的基本要求。教學(xué)難點(diǎn) 放大器的輸入、輸出。教學(xué)方法與手段： 教師講授與學(xué)生練習(xí)相結(jié)合；板書(shū)與多媒體課件相結(jié)合。課時(shí)計(jì)劃：1課時(shí)一、放大的概念將微弱的電信號(hào)進(jìn)行有限的放大得到所需要的信號(hào)。放大器的方框圖如下：放大器放大器輸入輸出放大器滿足的兩個(gè)條件：輸出信號(hào)的功率大于輸入信號(hào)的功率。輸出信號(hào)的波形與輸入信號(hào)的波形相同。二、對(duì)放大器的要求1、要有足夠的放大倍數(shù)。2、要具有一定寬度的通頻帶。3、非線性失真要小。4、工作要穩(wěn)定。三、放大器的輸入。信號(hào)源信號(hào)源放大器輸出輸入對(duì)輸入信號(hào)的要求：輸入電流不能過(guò)大，電壓不能過(guò)高，功率不能太大，輸入信號(hào)的幅度要限制在一定的*圍內(nèi)。四、放大器的輸出放大器放大器后級(jí)電路輸出輸入對(duì)放大器輸出端的要求：由放大器輸出給下一級(jí)電路的電流、電壓、功率都不能超過(guò)規(guī)定值。本課小結(jié)：1、放大器的概念及組成放大器的條件。2、對(duì)放大器的基本要求。3、對(duì)放大器輸入、輸出端的要求。第二節(jié)三極管基本放大電路教學(xué)目的： 基本放大電路的組成。教學(xué)重點(diǎn)： 基本放大電路的組成及各元件的作用。教學(xué)難點(diǎn) 基本放大電路各元件的作用。教學(xué)方法與手段： 教師講授與學(xué)生練習(xí)、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)相結(jié)合；板書(shū)與多媒體課件相結(jié)合。課時(shí)計(jì)劃：6課時(shí)放大的實(shí)質(zhì)：用較小的信號(hào)去控制較大的信號(hào)。一、基本放大電路的組成（1）晶體管V。放大元件，用基極電流iB控制集電極電流iC。（2）電源UCC和UBB。使晶體管的發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，晶體管處在放大狀態(tài)，同時(shí)也是放大電路的能量來(lái)源，提供電流iB和iC。UCC一般在幾伏到十幾伏之間。（3）偏置電阻RB。用來(lái)調(diào)節(jié)基極偏置電流IB，使晶體管有一個(gè)合適的工作點(diǎn)，一般為幾十千歐到幾百千歐。（4）集電極負(fù)載電阻RC。將集電極電流iC的變化轉(zhuǎn)換為電壓的變化，以獲得電壓放大，一般為幾千歐。（5）電容Cl、C2。用來(lái)傳遞交流信號(hào)，起到耦合的作用。同時(shí)，又使放大電路和信號(hào)源及負(fù)載間直流相隔離，起隔直作用。為了減小傳遞信號(hào)的電壓損失，Cl、C2應(yīng)選得足夠大，一般為幾微法至幾十微法，通常采用電解電容器。共發(fā)射極放大電路的實(shí)用電路二、放大器中電流電壓符號(hào)使用規(guī)定1、用大寫(xiě)字母帶大寫(xiě)下標(biāo)表直流分量，如IB、VC。2、用小寫(xiě)字母帶小寫(xiě)下標(biāo)表交流分量，如ib、vc.3、用小寫(xiě)字母帶大寫(xiě)下標(biāo)表直流分量與交流分量的疊加，即總量。如iB.4、用大寫(xiě)字母加小寫(xiě)下標(biāo)表示交流分量的有效值。如Vi、Vo。三、放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)1、靜態(tài)工作點(diǎn)的概念靜態(tài)是指無(wú)交流信號(hào)輸入時(shí)，電路的工作狀態(tài)。電路中由于電源的存在。產(chǎn)生了一組直流分量。如下圖所示。uui=0ICIEIB+UBE-+UCE--u+vR2boCCu1+R+CC-iVc由于(IB,UBE)和(IC,UCE)分別對(duì)應(yīng)于輸入、輸出特性曲線上的一個(gè)點(diǎn)，用Q表示，所以稱為靜態(tài)工作點(diǎn)。IIBUBEQIBUBEQUCEICICUCEIB2、放大器設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)的目的。1)、放大器沒(méi)有靜態(tài)工作點(diǎn)的情況。動(dòng)態(tài)——ui≠0時(shí)電路的工作狀態(tài)。--u+v2oCCu1+R+CC-iVc+_uituotictibt_+放大器沒(méi)有設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)產(chǎn)生了波形失真。2)、放大器設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)的目的是保證信號(hào)不失真11+2CcCVRCCRbuituotIBtiB-u+iou+-放大器由于設(shè)置了靜態(tài)工作點(diǎn)，保證了信號(hào)在整個(gè)周期放大器都處于放大狀態(tài)，保證了信號(hào)不失真。四、放大原理在放大電路中，設(shè)輸入信號(hào)電壓ui從基極與發(fā)射極輸入，被輸出的信號(hào)從集電極與發(fā)射極輸出。變化的ui產(chǎn)生了變化的ib,使各點(diǎn)的波形都產(chǎn)生了相應(yīng)的變化。它們的變化作用如下圖所示。uiuBEUBEibuCE UCEuuiuBEUBEibuCE UCEuo從上圖可知，輸出信號(hào)與輸入信號(hào)反相。這是基本放大器的重要特點(diǎn)。五、直流通路與交流通路1、直流通路：直流信號(hào)流經(jīng)的路徑。直流通路的畫(huà)法：將交流電源短路，電容開(kāi)路。開(kāi)路開(kāi)路開(kāi)路-u+VR2LboCRCu1+R+CC-.iVc交流通路：交流信號(hào)流經(jīng)的路徑。交流通路的畫(huà)法：將電容短路，直流電源對(duì)地短路。經(jīng)整理如下圖所示。六、基本放大電路的分析方法(一)、放大器的常用指標(biāo)1、放大倍數(shù)1）、電壓放大倍數(shù)AVAV＝VO/Vi2)、電流放大倍數(shù)AiAi=Io/Ii3)、功率放大倍數(shù)ApAp=Po/Pi2、放大器的增益1）、功率增益GP＝lgAp=10lg(Po/Pi)dB2)、電壓增益Gv=20lgAv3)、電流增益Gi=20lgAi3、輸入電阻和輸出電阻、1）、輸入電阻：從放大器的輸入端看進(jìn)去的交流等效電阻。放大器的輸入電阻越大越好，越大對(duì)信號(hào)源的影響越小。2）、輸出電阻：從放大器的輸出端看進(jìn)去的交流等效電阻。放大器的輸出電阻越小越好，越小對(duì)負(fù)載越好。通頻帶放大器的通頻帶是指放大器的幅頻特性曲線的上限截止與下限截止頻率之間的頻率*圍。放大器的通頻帶不能太寬，也不能太窄。太寬干擾信號(hào)易進(jìn)，太窄會(huì)丟失信號(hào)。（二）、放大器的估算法1、靜態(tài)工作點(diǎn)的估算(由直流通路估算)例1：計(jì)算下圖所示電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。已知：VCC=12V，RC=4KΩ，Rb=300KΩ，β=37.5解：畫(huà)出直流通路如下圖所示IBRB＋UBE＝VCCIB＝（VCC－UBE）/Rb≈VCC/RB=12/300=30uAIC=βIB=40×37.5=1.5mAICRC＋UCE＝VCCUCE=VCC-ICRC=12-1.5×4=6V輸入電阻和輸出電阻的估算（1）、三極管輸入電阻rbe的估算公式（2）、放大器的輸入電阻ri和輸出電阻ro的估算ri=Rbrbe≈rbero≈Rc放大器放大倍數(shù)的估算(由交流通路估算)ui=ii(Rbrbe)≈ibrbevo=-ic(RCRL)=icR’Lic=βibvo=-icR’L=-βibR’LAv=vo/vi=(-βibR’L)/ibR’L=-βR'l本課小結(jié):1、了解放大器中電流、電壓符號(hào)使用規(guī)定.2、放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)的概念、靜態(tài)工作點(diǎn)的作用.3、靜態(tài)工作點(diǎn)、輸入、輸出電阻、放大倍數(shù)的估算.4、放大器的分析方法.練習(xí)與作業(yè):《電子技術(shù)基礎(chǔ)》教材P603-1、3-2、3-3、3-4、3-9、3-10.具有穩(wěn)定工作點(diǎn)的放大電路教學(xué)目的：1、分壓式偏置電路的結(jié)構(gòu)及工作原理。2、分壓式偏置電路靜態(tài)工作點(diǎn)、電壓放大倍數(shù)、輸入、輸出電阻的計(jì)算。教學(xué)重點(diǎn)：1、分壓式偏置電路穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的原理。2、靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算教學(xué)難點(diǎn)：1、靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算。2、分壓式偏置電路穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的原理。教學(xué)方法與手段： 教師講授與學(xué)生練習(xí)相結(jié)合；板書(shū)與多媒體課件相結(jié)合。課時(shí)計(jì)劃：2課時(shí)分壓式偏置電路的結(jié)構(gòu)及工作原理電路結(jié)構(gòu)條件：I2>>IB，則與溫度基本無(wú)關(guān)。二）、工作原理溫度對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響溫度升高UBE減小ICBO增大β增大IC增大在該電路中與Re并聯(lián)的電容Ce是提供交流信號(hào)的通道，減少信號(hào)的損耗，使放大器的交流信號(hào)放大能力不致因Re而降低。靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算畫(huà)出直流通路如下圖所示：靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算如下：電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻的計(jì)算畫(huà)出放大器的交流通路如下所示：例：圖示電路（接CE），已知UCC=12V，RB1=20kΩ，RB2=10kΩ，RC=3kΩ，RE=2kΩ，RL=3kΩ，β=50。試估算靜態(tài)工作點(diǎn)，并求電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。解：（1）用估算法計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)（2）求電壓放大倍數(shù)（3）求輸入電阻和輸出電阻本課小結(jié)：1、分壓式偏置電路的結(jié)構(gòu)及工作原理。2、分壓式偏置電路的靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算。3、分壓式偏置電路的放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻的計(jì)算。練習(xí)與作業(yè)：《電子技術(shù)基礎(chǔ)》教材P603-11、3-12多級(jí)放大器教學(xué)目的：1、了解多級(jí)放大器的三種耦合方式。2、掌握多級(jí)放大器的分析方法。教學(xué)重點(diǎn)：1、 阻容耦合放大器的特點(diǎn)。2、多級(jí)放大器的分析方法。教學(xué)難點(diǎn)：1、直接耦合放大器的分析。教學(xué)方法與手段： 教師講授與學(xué)生練習(xí)相結(jié)合；板書(shū)與多媒體課件相結(jié)合。課時(shí)計(jì)劃：2課時(shí)多級(jí)放大器的耦合方式多級(jí)放大器的耦合方式有三種：阻容耦合、變壓器耦全、直接耦合。一）、阻容耦合利用電阻和電容把前級(jí)和后級(jí)連接起來(lái)的耦合方式叫阻容耦合。阻容耦合放大電路的特點(diǎn)各極之間通過(guò)耦合電容及下級(jí)輸入電阻連接。